摘要
摘要
海洋工程结构面临严酷的腐蚀环境，使得普通钢筋混凝土结构服役寿命大
为缩短。研究开发新型建筑材料替代传统建筑材料是提升海洋工程结构服役寿
命的有效途径。超高性能混凝土（UHPC）结构致密，可有效防止海洋环境下
氯离子渗透和扩散，从而延缓结构腐蚀的发生。此外，纤维增强复合材料（FRP）
具备优良耐腐蚀性能，是替代易锈蚀钢筋应用于海洋工程的理想材料。而海洋
工程施工所需淡水及河砂供应困难，且河砂资源日益匮乏，研究开发海水海砂
混凝土可直接利用海洋建筑材料资源、突破我国河砂资源匮乏的限制。因此，
本文研究了海水海砂和淡水河砂UHPC宏观力学性能和渗透性的不同，结合微
观测试手段分析海水海砂对UHPC宏观性能的作用机理。并探究了淡水河砂/
海水海砂、普通混凝土/UHPC、钢筋/BFRP对混凝土短柱轴压性能的影响，分
析了混凝土短柱在实验室模拟海水加速侵蚀作用下长期力学性能变化规律，为
FRP筋海水海砂UHPC结构在海洋工程中的开发应用提供了参考。本文主要结
论如下：
混凝土试件尺度研究了海水海砂对混凝土力学性能、渗透性能以及微观孔
隙结构的影响规律。结果表明，使用海水海砂替代淡水河砂对普通混凝土和
UHPC抗压强度和静弹性模量的影响程度较小。海水海砂替代会降低普通混凝
土的抗折强度，但会提高UHPC的抗折强度。另外，海水海砂替代淡水河砂可
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以提高混凝土的抗渗性，使普通混凝土的渗透性系数降低个数量级。海水海
砂混凝土基体与淡水河砂混凝土总孔隙率相近，但大孔隙明显减少，孔隙连通
性降低。
在构件尺度研究了淡水河砂/海水海砂、普通混凝土/UHPC、钢筋/BFRP筋
因素影响下的短柱轴压性能。结果表明，海水海砂替代淡水河砂对混凝土短柱
的最终破坏形态没有明显影响，但普通混凝土柱极限承载力降低，UHPC柱承
载力总体呈增高趋势。UHPC短柱与普通混凝土柱相比，极限承载力和刚度有
较大提升，但构件延性较差，脆性破坏明显。BFRP筋替代钢筋后混凝土柱的
极限承载力降低，下降幅度在5%~30%之间。
研究了在实验室模拟海水加速侵蚀环境下钢筋和BFRP筋混凝土柱的长期
性能表现，并与未侵蚀构件进行对比分析。结果表明，长期侵蚀后，海水海砂
对柱构件承载力影响规律与侵蚀前基本一致。UHPC短柱在侵蚀后承载力总体
呈现增高趋势，而普通混凝土短柱承载力出现不同程度下降。侵蚀后BFRP筋
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摘要
短柱承载力低于钢筋柱，但BFRP筋UHPC柱承载力增幅高于钢筋柱。
关键词：超高性能混凝土；海水海砂混凝土；BFRP筋；柱构件；海洋环境长
期性能
II
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Abstract
Abstract
Marineengineeringstructuresareoftenexposedtoharshcorrosion
environments,leadingtoashortenedservicelifeoftraditionalreinforcedconcrete
structures.Toimprovetheservicelifeofsuchstructures,newbuildingmaterials
needtobedeveloped.Ultra-highperformanceconcrete(UHPC)hasacompact
structurethatcaneffectivelypreventthepenetrationanddiffusionofchlorideions
inmarineenvironments,